Fourmis champignonnistes (fourmis parasol ou fourmis manioc en Guadeloupe)


Les coupeuses de feuilles d’Amérique tropicale font partie de la sous-famille des Attines avec 230 espèces. Elles ont inventé il y a 50-60 millions d’années la culture des champignons sur compost élaboré à partir de feuilles mâchées.

    une poterie de reine d'Atta


Atta et Acromyrmex cultivent un champignon de type lépiote avec des morceaux de feuilles, les larves sont nourries avec les mycotêtes (= gondylidia ou choux-raves) du champignon (surtout hémicellulose, la cellulose est peu digérée), les adultes se nourrissent simplement avec la sève des feuilles. Le champignon ne fructifie presque jamais, sauf si la colonie meurt.

Les nids comportent une seule reine inséminée jusqu’à 10 fois. Elle peut vivre jusqu’à 15 ans, elle pond en moyenne 20 œufs par minute, 10 millions par an.
Les vols nuptiaux sont spectaculaires, regroupant des milliers de sexués (fourmis volantes). La reine fécondée souvent par plusieurs mâles va avoir une réserve de sperme pour toute sa vie. Elle emporte dans son vol nuptial un fragment de mycélium pour fonder une nouvelle colonie et démarrer sa culture.
Le succès considérable de ces fourmis est lié à la taille des colonies : plusieurs millions d’individus. Ceux-ci sont de taille très variable (castes), et ont des tâches bien différenciées. Celles que l’on voit sont les fourrageuses qui vont récolter les feuilles. Elles s’organisent en brigades et travaillent à la chaîne. Elles sont protégées par des soldats aux mandibules acérées. En moyenne 20 à 40% des fourageuses d'Atta et Acromyrmex rentrent au nid à vide. En fait les ouvrières partent du nid avec leur jabot plein de liquide (origine champignons ?) qu’elles assimilent dans leur estomac si elles rentrent chargées. Elles partent avec leur lunchbox.. (Rytter and Shik 2016).

On a mesuré qu'une colonie d'Atta récolte de 88 à 509kg de poids sec de feuilles par an sur 800 à 5000 m2. Un arbre peut être défolié à 40%. Les pistes peuvent aller jusqu'à 250m. Les plantes autour de la colonie ont un succès reproducteur diminué, mais les graines déposées dans les chambres de rejets germinent mieux. Elles deviennent hyper abondantes dans les habitas modifiés par l'homme où il y a une fragmentation des espaces. Avec le retour de la forêt la densité des nids baisse à nouveau (Leal et al 2024).

Dégats d'Atta sur un arbuste :   Un nid d'Atta en Guyane :  

La fourmi et le champignon forment une véritable symbiose. Les ouvrières reconnaissent leur propre souche de champignon et tout champignon étranger est rejeté. Il y a un véritable apprentissage de l’odeur de leur cultivar (Seal et al. 2012). Elles perçoivent même si les feuilles sont nocives pour le champignon (par exemple traitées avec un fongicide) et vont alors les éviter (Arenas and Roces 2016). Ces dernières années on a découvert que la symbiose est bien plus complexe que ce que l’on pensait. Des champignons parasites très virulents du genre Escovopsis peuvent se développer dans la culture et tuer la colonie rapidement. La réponse des fourmis a été d'inventer des produits phytosanitaires en domestiquant des bactéries actinomycètes du genre Pseudonocardia qui se trouvent sur le corps de la fourmi et secrètent des antibiotiques qui sont actifs aussi contre des Streptomyces (Dangelo et al 2016). Ces bactéries sont aussi emportées par la jeune reine fondatrice. Il existe aussi des levures qui mangent les bonnes bactéries ; et d’autres micro-organismes en cours de découverte. On vient par exemple de trouver des bactéries fixatrices d’azote comme celles qu’on trouve dans les racines de légumineuses. Il existe un véritable « microbiome » bactérien dans la meule à champignon où ce sont des bactéries qui digèrent les parois cellulaires des plantes (Suen et al. 2010).


Le nid souterrain est de la taille d’une maison. C’est une vraie mégapole, il faut excaver 7 mètres et 60 tonnes pour un nid complet âgé de seulement 6 ans avec 8 000 chambres. Il se prolonge par de nombreux tunnels à 40-50 cm sous la surface du sol, qui peuvent aller jusqu’à 90 mètres et facilitent l’approche des arbres ou arbustes. Il peut s’étendre sur un hectare. Voir une vidéo.


Ce texte est inspiré du livre sur les fourmis coupeuses de feuilles de (Hölldobler and Wilson 2010) et de sa traduction en français (Hölldobler et Wilson 2012).

Une étude de généalogie des fourmis de forêt tropicale d'Amérique du Sud a confirmé l'apparition de l'agriculture il y a 55 à 65 millions d'années. Pourtant, longtemps ces fourmis se sont contentées de cueillir et se nourrir des champignons sauvages et il a fallu attendre il y a 30 millions d'années pour franchir le grand pas de la culture dans le nid avec domestication de cultivars spécifiques. Cela serait apparu dans des zones plus sèches (Branstetter et al 2017, voir Roy 2017). Franceinfo propose un quizz : "qui a inventé l'agriculture entre les Français, réponse A, les Sumériens, réponse B et les fourmis, réponse C ? Il s'agit en réalité des fourmis. Car oui, les fourmis ont la main verte et cela fait déjà 60 millions d'années que c'est le cas. Les humains ont été bien en retard par rapport à ces insectes. En effet, ils ont quant à eux inventé l'agriculture il y a 10 000 ans seulement. Une preuve de plus que l'homme a beaucoup à apprendre des animaux." (franceinfo 2017).

En Amazonie, la grenouille Lithodytes lineatus vit dans les colonies d'Atta sans être attaquée, elle porte sur sa peau des substances qui la protègent, sans doute par mimétisme chimique mais cela reste à étudier (Barros et al 2016).

Voir
- Arenas, A. and F. Roces (2016). Gardeners and midden workers in leaf-cutting ants learn to avoid plants unsuitable for the fungus at their worksites. Anim Behav 115: 167-174.
- Barros, A. d. L., J. L. López-Lozano and A. Pimentel Lima (2016). The frog Lithodytes lineatus (Anura: Leptodactylidae) uses chemical recognition to live in colonies of leaf-cutting ants of the genus Atta (Hymenoptera: Formicidae). Behav Ecol Sociobiol in press. DOI 10.1007/s00265-016-2223-y
- Branstetter, M. G., A. Ješovnik, J. Sosa-Calvo, M. W. Lloyd, B. C. Faircloth, S. G. Brady and T. R. Schultz (2017). Dry habitats were crucibles of domestication in the evolution of agriculture in ants. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 284(1852). 10.1098/rspb.2017.0095
- Dangelo, R. A. C., D. J. De Souza, T. D. Mendes, J. d. C. Couceiro and T. M. C. Della Lucia (2016). Actinomycetes inhibit filamentous fungi from the cuticle of Acromyrmex leafcutter ants. J. Basic Microbiol. 56: 1-9.
- franceinfo. (2017) Les fourmis ont inventé l'agriculture bien avant l'Homme. fr.news.yahoo.com, 25 avril 2017.
- Profession chercheur épisode 01 - Les fourmis agricultrices (ScienceAnimation MidiPyrénées, par Audrey Dusutour 2010, sur Youtube)
- Hölldobler, B. and E. O. Wilson (2010). The leaf-cutting ants. Civilization by instinct, Norton. 160p.
- Hölldobler, B. and E. O. Wilson (2012). L'incroyable instinct des fourmis, Flammarion. 204p.
- Leal, I. R., R. Wirth and M. Tabarelli (2014). The Multiple Impacts of Leaf-Cutting Ants and Their Novel Ecological Role in Human-Modified Neotropical Forests. Biotropica 46(5): 516-528. 10.1111/btp.12126
- Roy, S. (2017). Pour l'agriculture, 30 millions d'années d'avance sur l'homme. Le Figaro 13 avril 2017. p. 11. Pdf
- Rytter, W. and J. Z. Shik (2016). Liquid foraging behaviour in leafcutting ants: the lunchbox hypothesis. Animal Behaviour 117: 179-186. http://dx.doi.org/10.1016/j.anbehav.2016.04.022
- Seal, J. N., J. Gus and U. G. Mueller (2012). Fungus-gardening ants prefer native fungal species: do ants control their crops? Behavioral Ecology 23(6): 1250-1256. 10.1093/beheco/ars109
- Suen, G., J. J. Scott, F. O. Aylward, S. M. Adams, S. G. Tringe, A. n. A. Pinto-Tomás, C. E. Foster, M. Pauly, P. J. Weimer, K. W. Barry, et al. (2010). An Insect Herbivore Microbiome with High Plant Biomass-Degrading Capacity. PLoS Genet 6(9): e1001129.